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谷歌地图如此大规模的 3D 建模,是怎么做到的?

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工常邵,写代码的城市规划研究生

看到这个题目真是很巧,我来讲讲我实习时候的见闻吧!

先说结论,这种三维模型是由无人机航拍测绘生成的。

之前在广州市城市规划与勘测设计研究院实习的时候参与过一个关于无人机在城市规划和测绘中的应用的研究项目,科普一下这种三维模型是怎样生成的。

一、用什么做?

进行测绘的无人机有两种类型,即固定翼螺旋翼,各有优劣。插一句题外话,专业级别设备并非 DJ 这类消费级无人机可望之项背,毕竟价格摆在那里:中高端无人机的价格约在 40 万~90 万人民币的区间内,都能买一辆雷克萨斯了:)

这个萌萌哒家伙就是固定翼无人机的一种,瑞士 sensefly 生产的ebee/eBee-RTK版无人机(属于入门中档,价格 40+ 万 rmb)

开箱说明书中的参数如下:

eBee 是一款由瑞士 senseFly 公司生产的轻量级、高度耐用、可重复多次使用的无人机,具有操作简便、轻便安全的特点。它可实现自动飞行获取影像全自动着陆等操作,能够快速生成高质量2D 和 3D航空测绘成果
【参数】

96cm 翼展

起飞重量小于 700g

运输箱尺寸 55×45×25cm

锂聚合物电池 /11.1V/2150mAh

45 分钟在空时长 巡航速度 36-57km/h 抗风能力 45km/h(六级风)

1600 万像素相机(定制佳能 S110RGB)

单次飞行覆盖区域 1.5-10 平方公里

二、能做出什么?

彩色点云、真正射影像、数字表面模型、全自动三维模型。现有的航摄系统具备自动的数据处理能力。

彩色点云,激光扫描得到。

正投影图,比起一般卫星图的优势在于不会有透视(看不到建筑立面)

具有高程信息的数字地表面模型。

三维模型,也就是题中所提到的。其实只是测绘成果的一个部分而已。

三、如何进行测绘?
测绘的步骤具体包括:

划定测绘区域 -> 规划航线 -> 放飞 -> 进行数据处理

(1)划定测绘区域

这个没有什么好说的,对于特定城市区域,自然是要划定一个边界。而像谷歌这种全市范围的测绘建模,也需要将一个城市分成一个个小的测绘单元。这也是受到无人机的续航时间和日照时长的限制所决定的。

(2)规划航线

设定起飞点、降落点和飞掠航线。(这里以另一型号的无人机系统为例)

飞掠轨迹

(3)放飞

这里也没啥好说的,不过需要提前申请,以及注意气象条件。

(4)数据处理

这一步是将采集到的数据通过数据处理系统(与无人机配套)进行处理,生成前述的测绘成果。相关的数据和模型是可以直接导入 GIS 软件的。

虽然这些资料基本上不涉密,但是我还是在能够辅助阐述的前提下尽可能用了零散而非同一项目中的图片资料,望见谅。(签了保密协议的人是我啊喂)


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